CN103928641B - 全密封锂锰电池 - Google Patents
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Abstract
全密封锂锰电池涉及电池领域，包括芯体、下绝缘片、壳体、正极引线、负极引线，还包括中绝缘片、玻璃封、封堵塞、正极柱；所述的壳体为柱形，芯体的下端面安装下绝缘片后从壳体的上端装入壳体中；最内侧的正极片从芯体的轴端头处引出正极引线；芯体上端面覆盖中绝缘片后再将玻璃封置于壳体中；正极引线通过中绝缘片后与嵌装在玻璃封中的正极柱相连；最外侧的负极片从芯体的侧面透过隔膜与壳体连接。本发明无漏液的可能，大大提高了电池的贮存时间。全密封锂锰电池可在高温70℃以上，低温-40℃环境条件下放电正常工作；可抗强冲击振动；强行短路至电压为零不会发生爆炸。
Description
技术领域
本发明涉及电池领域，具体涉及一种全密封的锂电池。
背景技术
锂锰电池作为电池中的一种，因其体积小、电容量大而应用在很多领域。作为常用的圆柱形卷绕式电极Li/MnO2电池（功率型），其结构为锂负极和正极与配置在两个电极间的隔膜铺叠后，再卷绕成“胶卷”状结构，正负极片和隔膜卷绕后成为芯体；芯体上端安装有上绝缘片，再套装进入内壳体中，内壳体上端底面设计有带孔的堵头通过上绝缘片，内壳体下端面无堵头，上绝缘片实现芯体正负极之间的绝缘及芯体与内壳体的绝缘；在装入芯体后，内壳体下端头由下绝缘片充当堵头，再将内壳体装入外壳体中；下绝缘片隔绝内壳体的下端头与外壳体的接触；卷绕后“胶卷”的最外端为的正极片，由最外侧的正极片向“胶卷”侧面引出正极引线，正极引线与内外壳体相连；由中心的负极片引出负极引线，通过上绝缘片和内壳体的引线孔；外壳体高于内壳体，将内壳体装入外壳体产生的高度差通过支撑环，负极引线通过支撑环与负极盖相连。在现有技术中，负极盖与支撑环的安装是采用模具的方式进行压接，如果模具的尺寸稍有不符、或在使用中角度稍有偏差，都会引起负极盖与支撑环安装不可靠的问题，从而使电池中的液态电解液会渗漏。且现有技术采用内、外壳体的结构，使内壳体占用了较大的空间，进而导致现有技术不能满足在空间小而需释放较多电能的需求、电池寿命低储存时间只有2-3年。
发明内容
为解决现有技术中电池寿命短、漏电解液、释放电能少的技术问题，本发明提供了一种无渗漏电解液，储存时间长达10年以上的全密封式锂锰电池。
全密封锂锰电池，包括芯体、下绝缘片、壳体、正极引线、负极引线，其特征在于：还包括中绝缘片、玻璃封、封堵塞、正极柱；所述的芯体是正极片、隔膜、负极片、隔膜由上到下铺叠，卷绕成胶圈结构的芯体，且卷绕时，隔膜和负极片、始终处于芯体的外侧面；所述的壳体为柱形，其下端面设计有带进出液口的堵面；芯体的下端面安装下绝缘片后从壳体的上端装入壳体中；最内侧的正极片从芯体的轴端头处引出正极引线；芯体上端面覆盖中绝缘片后再将玻璃封置于壳体中；正极引线通过中绝缘片后与嵌装在玻璃封中的正极柱相连；最外侧的负极片从芯体的侧面透过隔膜与壳体连接；壳体中灌注电解液后，将封堵塞焊接在壳体下端面的进出液口上；正极引线与中绝缘片、玻璃封之间密封焊接；玻璃封与壳体之间密封焊接。
本发明通过玻璃封与壳体之间的配合、通过壳体上焊接封堵塞的方式实现对装有芯体的壳的全密封，无漏液的可能，大大提高了电池的贮存时间，只有一层壳体，节约了空间，在同样的空间下，相比于现有技术则贮能更多。全密封锂锰电池可在高温70℃以上，低温-40℃环境条件下放电正常工作。提高了电池在不同超高、低温环境条件下使用时的电性能要求；增强了电池抗物理或温度冲击的能力；解决了同型号半密封电池难以避免漏液的问题；拓展了电池使用的范围和领域，特别是解决了军品和高端民品锂锰电源配套的后顾之忧。
附图说明：
本发明的附图说明如下：
图1全密封锂锰电池结构示意图；
图2全密封锂锰电池内部结构图；
图3半密封锂锰电池内部结构图；
图中：1.盖板2.上绝缘片3.玻璃封4.内上绝缘片5.中绝缘片6.芯体7负极引线8.正极引线9下绝缘片10.壳体11.封堵塞12.隔膜13.负极片14.正极片15.正极柱16.支撑环17负极盖18.内壳体19.外壳体
具体实施方式：
下面结合附图，对本发明的具体结构说明如下：
全密封锂锰电池，包括芯体6、下绝缘片9、壳体10、正极引线8、负极引线7，其特征在于：还包括中绝缘片5、玻璃封3、封堵塞11、正极柱15；所述的芯体6是正极片14、隔膜12、负极片13、隔膜12由上到下铺叠，卷绕成胶圈结构的芯体6，且卷绕时，隔膜12和负极片13、始终处于芯体6的外侧面；所述的壳体10为柱形，其下端面设计有带进出液口的堵面；芯体6的下端面安装下绝缘片9后从壳体10的上端装入壳体10中；最内侧的正极片14从芯体6的轴端头处引出正极引线8；芯体6上端面覆盖中绝缘片5后再将玻璃封3置于壳体10中；正极引线8通过中绝缘片5后与嵌装在玻璃封3中的正极柱15相连；最外侧的负极片13从芯体6的侧面透过隔膜12与壳体10连接；壳体10中灌注电解液后，将封堵塞11焊接在壳体10下端面的进出液口上；正极引线8与中绝缘片5、玻璃封3之间密封焊接；玻璃封3与壳体10之间密封焊接。
为杜绝电池壳体10与正极柱15之间的漏电可能，本发明还包括上绝缘片2，所述的上绝缘片2完全覆盖壳体10的上端面，正极柱15通过上绝缘片2的预留孔与电池外部相连。
为使电池的结构更趋于合理，本发明中壳体10的下端面的进出液口设计为圆形，则对应的封堵塞11外侧面是与进出液口相匹配的圆形。
如进出液口处采用圆柱形的封堵塞11，则圆柱形本身会放电，形成电能的损耗，所以封堵塞11优选圆珠形结构。
所述的封堵塞11选用不锈钢珠。
在安装了上绝缘片2的壳体10后，为使本发明中的电池具有更强的抗冲击抗振动的能力，本发明还可以在壳体10的上下端面分别固定安装盖板1，由导电原料制成上盖板1与通过上绝缘片2的正极柱15固定连接。
所述的盖板1选用不锈钢盖板，则既可以拥有高强度，还可以利用不锈钢的特质防腐蚀，进一步提高电池的寿命。
对电池负极引线7与负极片13之间采取激光焊接形成环缝、在负极引线7与电池壳体内之间采用超声波点焊，可以增强电池在受到物理冲击或温度冲击时的抵抗强度，确保负极引线7不脱焊或漏焊。
在电池底部开孔，采用真空吸附注液，对电池底部用不锈钢珠采取超声波焊接技术堵孔，保证不漏液。
作为锂锰电池卷绕式的代表的CR11108型锂锰电池，采用本发明的技术方案实现全密封后，其工作温度范围达到-40℃～70℃。强行短路至电压为零不会发生爆炸；贮存时间由2年提高到10年；电解液和容量自然损耗下降2个百分点以上。
对比于现有技术中的半密封锂锰电池（见附图3），采用模具进行模压安装支撑环16、负极盖17，容易产生电解液的渗漏；采用内壳体18、外壳体19的方式，壳体占用了较大的空间。
本发明的保护范围不仅限于具体实施方式部分所公开的技术方案，凡单层壳体、利用玻璃封与绝缘片配合、进出液口与封堵塞进行配合实现对锂锰电池的全密封的技术方案均落入本发明的保护范围。
Claims (9)
1.全密封锂锰电池，包括芯体（6）、下绝缘片（9）、壳体（10）、正极引线（8）、负极引线（7），其特征在于：还包括中绝缘片（5）、玻璃封（3）、封堵塞（11）、正极柱（15）；所述的芯体（6）是正极片（14）、隔膜（12）、负极片（13）、隔膜（12）由上到下铺叠，卷绕成胶圈结构的芯体（6），且卷绕时，隔膜（12）和负极片（13）、始终处于芯体（6）的外侧面；所述的壳体（10）为柱形，其下端面设计有带进出液口的堵面；芯体（6）的下端面安装下绝缘片（9）后从壳体（10）的上端装入壳体（10）中；最内侧的正极片（14）从芯体（6）的轴端头处引出正极引线（8）；芯体（6）上端面覆盖中绝缘片（5）后再将玻璃封（3）置于壳体（10）中；正极引线（8）通过中绝缘片（5）后与嵌装在玻璃封（3）中的正极柱（15）相连；最外侧的负极片（13）从芯体（6）的侧面透过隔膜（12）与壳体（10）连接；壳体（10）中灌注电解液后，将封堵塞（11）焊接在壳体（10）下端面的进出液口上；正极引线（8）与中绝缘片（5）、玻璃封（3）之间密封焊接；玻璃封（3）与壳体（10）之间密封焊接。
2.根据权利要求1所述的全密封锂锰电池，其特征在于：还包括上绝缘片（2），所述的上绝缘片（2）完全覆盖壳体（10）的上端面，正极柱（15）通过上绝缘片（2）的预留孔与电池外部相连。
3.根据权利要求1或2所述的全密封锂锰电池，其特征在于：壳体（10）的下端面的进出液口设计为圆形，则对应的封堵塞（11）外侧面是与进出液口相匹配的圆形。
4.根据权利要求3所述的全密封锂锰电池，其特征在于：封堵塞（11）优选圆珠形结构。
5.根据权利要求2所述的全密封锂锰电池，其特征在于：在壳体（10）的上下端面分别固定安装盖板（1），由导电原料制成上盖板（1）与通过上绝缘片（2）的正极柱（15）固定连接。
6.根据权利要求4所述的全密封锂锰电池，其特征在于：所述的封堵塞（11）选用不锈钢珠。
7.根据权利要求5所述的全密封锂锰电池，其特征在于：所述的盖板（1）选用不锈钢盖板。
8.根据权利要求1或2所述的全密封锂锰电池，其特征在于：对电池负极引线（7）与负极片（13）之间采取激光焊接形成环缝、在负极引线（7）与电池壳体内之间采用超声波点焊。
9.根据权利要求1或2所述的全密封锂锰电池，其特征在于：在电池底部开孔，采用真空吸附注液，对电池底部用不锈钢珠采取超声波焊接技术堵孔，保证不漏液。
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